Krosnių išklojos ir terminis apdorojimas

Krosnių išklojų sistemos kontroliuojamiems šiluminiams procesams

Terminio apdorojimo krosnys naudojamos atkaitinimo, normalizavimo, grūdinimo, atleidimo, įtempių mažinimo ir kontroliuojamo kaitinimo prieš formavimą ar gamybą procesams. Degimo ir technologinės krosnys taip pat gali būti naudojamos keramikai degti, kalcinuoti, lydyti, išlaikyti nustatytą temperatūrą ir kitiems aukštatemperatūriams procesams. Kiekviename procese susidaro skirtingas temperatūros, atmosferos, šilumos srauto, mechaninio dilimo ir terminių ciklų derinys.

Todėl iškloja turi būti projektuojama kaip vientisa sistema, o ne pasirenkama vien pagal didžiausią nurodytą temperatūrą. Karštasis paviršius turi atlaikyti technologinio proceso aplinką, o už jo esanti izoliacija – riboti šilumos nuostolius ir padėti kontroliuoti korpuso temperatūrą. Skiediniai, siūlės, inkarai, dangos, angos ir durų sandarikliai turi būti suderinami su abiem sluoksniais. Krosnies korpusas, atramos, degikliai, kaitinimo elementai ir valdymo sistema yra atskiri inžinerinio projektavimo aspektai.

Kaip veikia pagrindiniai išklojos komponentai

Tankios ugniai atsparios medžiagos karštajam paviršiui įrengti ir remontuoti

Tankios ugniai atsparios medžiagos užtikrina mechaninį stiprumą ir atsparumą tiesioginiam technologinės terpės poveikiui. Paprastai jos sukaupia ir praleidžia daugiau šilumos nei lengvos izoliacinės medžiagos, todėl naudojamos ten, kur reikia patvarumo, atsparumo smūgiams, dilimui arba apkrovoms. Jos neturėtų būti automatiškai laikomos izoliacinėmis medžiagomis.

Rinkitės tankias ugniai atsparias plytas, liejamuosius ugniai atsparius mišinius arba plastiškas formuojamas ugniai atsparias mases, atsižvelgdami į geometriją, montavimo prieinamumą, siūlių įrengimą, numatomą dilimą ir prastovos trukmę. Liejamieji ir formuojamieji gaminiai turi būti paruošiami, klojami, brandinami, džiovinami ir pirmą kartą įkaitinami pagal nustatytą procedūrą.

Aukštatemperatūrė izoliacija ir mažos šiluminės masės išklojos

Izoliacinės medžiagos mažina šilumos srautą ir sukauptos energijos kiekį, tačiau labai skiriasi jų stiprumas, standumas ir atsparumas dujų srauto greičiui. Minkštas demblis, veiksmingas už apsaugoto karštojo paviršiaus, gali netikti ten, kur jį veikia smūgiai, abrazyvinis dilimas ar didelio greičio degiklio srautas. Standi plokštė arba suspaustas modulis gali užtikrinti tikslesnius matmenis, o izoliacinės plytos ir liejamieji mišiniai sudaro tvirtesnę ugniai atsparią konstrukciją.

Vien temperatūrinė klasė nenulemia izoliacijos storio ar išorinio paviršiaus temperatūros. Atliekant visos sistemos šilumos perdavimo skaičiavimus reikia įvertinti karštojo paviršiaus medžiagą, izoliacijos sluoksnius, siūles, inkarus, korpusą, aplinkos sąlygas ir leistinus šilumos nuostolius. Naudokite medžiagos šilumos laidumo duomenis esant atitinkamai vidutinei temperatūrai, o ne kambario temperatūroje nustatytą vertę.

Ugniai atsparūs skiediniai ir cirkonio paviršiaus dangos

Ugniai atsparus skiedinys turi būti suderinamas su montuojamomis plytomis arba profiliuotais gaminiais. Per storos siūlės, netinkamas džiovinimas ar nesuderinama cheminė sudėtis gali sudaryti silpnus sluoksnius arba sukelti vietinį poslinkį. VITCAS ugniai atsparių skiedinių asortimente yra paruoštų naudoti, ore kietėjančių produktų, skirtų skirtingoms temperatūroms ir aliuminio oksido kiekiams.

Skelbiamos ribinės vertės yra pasirinkimo orientyrai, o ne išsami inžinerinė specifikacija. Prieš įtraukdami bet kokią vertę į oficialų krosnies projektą ar saugai svarbią specifikaciją, patikrinkite naujausią techninių duomenų lapą, cheminį suderinamumą ir montavimo instrukcijas.

Medžiagų pasirinkimas pagal krosnies eksploatavimo sąlygas

Darbinė temperatūra ir projektinė atsarga

Nustatytoji kameros temperatūra, vietinė liepsnos temperatūra ir faktinė ugniai atsparios išklojos temperatūra nėra vienodos. Degiklių zonose, prie kaitinimo elementų, krosnies skliautuose, durų angokraščiuose ir technologinėse angose šilumos srautas arba vietinė temperatūra gali būti didesni nei nominalus kameros rodmuo. Medžiagas rinkitės pagal apskaičiuotą arba išmatuotą išklojos temperatūrą ir taikykite įrangos projektuotojo, proceso kintamumo bei atitinkamų techninių duomenų reikalaujamą atsargą. Medžiaga neturi būti nuolat eksploatuojama ties skelbiama didžiausia riba vien todėl, kad kameros valdiklis rodo mažesnę vidutinę vertę.

Atmosfera ir cheminis poveikis

Oksiduojanti, redukuojanti, anglinanti ir kita kontroliuojama atmosfera gali skirtingai veikti ugniai atsparias medžiagas ir metalinius komponentus. Technologinių procesų garai, fliusai, pelenai, šlakai, išlydyti metalai ir stiklas gali prasiskverbti į iškloją arba su ja reaguoti. Būtina nustatyti chemines medžiagas, jų koncentraciją, temperatūrą ir sąlyčio mechanizmą. Švariame ore tinkama medžiaga gali netikti esant skysčių prasiskverbimui, šarmų poveikiui, sieros junginiams ar išlydytoms technologinėms terpėms.

Mechaninis dilimas ir konstrukcinė apkrova

Įkrovos judėjimas, židinio eksploatavimas, krepšiai, padėklai, įrankiai ir valymas gali pažeisti lengvą izoliacinį paviršių. Ten, kur tikėtini smūgiai, abrazyvinis ar erozinis dilimas, naudokite tankų arba kitaip apsaugotą karštąjį paviršių. Izoliacinio pluošto gaminiai neturėtų laikyti konstrukcinių apkrovų, nebent konkretus gaminys ir tvirtinimo sistema tam suprojektuoti. Plytų mūras, lietos sekcijos ir inkarai turi išlaikyti savo svorį ir kompensuoti gretimų komponentų plėtimąsi.

Terminiai ciklai ir šiluminė talpa

Mažos masės pluoštinės sistemos gali sutrumpinti įkaitimo bei ataušimo laiką ir sumažinti sukauptos energijos kiekį, o tai naudinga dažnai cikliškai naudojamoms periodinio veikimo krosnims. Tankių plytų ar liejamųjų mišinių išklojos yra tvirtesnės, tačiau sukaupia daugiau šilumos. Tinkamiausia sistema priklauso nuo ciklų dažnio, proceso stabilumo, durų atidarymo, gamybos našumo ir greitų temperatūros pokyčių pasekmių.

Degikliai, kaitinimo elementai ir dujų srauto greitis

Nenaudokite neapsaugotos mažo tankio medžiagos didelio greičio liepsnos ar dujų sraute, nebent techniniai duomenys patvirtina jos tinkamumą tokioms sąlygoms. Degiklių žiotims, angoms ir intensyvaus dilimo zonoms gali reikėti tankaus liejamojo mišinio arba profiliuotų ugniai atsparių gaminių. Išlaikykite elektros kaitinimo elementams nurodytus tarpus ir neleiskite, kad laidūs inkarai ar atramos sudarytų nepageidaujamus šilumos tiltelius arba elektros keliamą pavojų.

Montavimas, džiovinimas ir pirmasis įkaitinimas

Sėkmingas ugniai atsparios išklojos įrengimas priklauso ne tik nuo medžiagų pasirinkimo, bet ir nuo darbų kokybės. Sausus gaminius laikykite tinkamomis sąlygomis, naudokite švarią įrangą ir tiksliai dozuokite vandenį. Plytas mūrykite išlaikydami nurodytą siūlių storį ir perrišimo schemą. Liejamuosius mišinius sumaišykite, paklokite ir sutankinkite per jų darbo laiką, nepildami neleistino papildomo vandens. Pluoštines sistemas montuokite laikydamiesi nurodyto suspaudimo, siūlių, užlaidų ir inkarų išdėstymo.

Naujuose liejamuosiuose mišiniuose, skiediniuose ir dangose yra vandens, kurį būtina pašalinti pagal kontroliuojamą režimą. Per greitai kaitinant drėgną monolitinę iškloją, viduje gali susidaryti garų slėgis, galintis sukelti įtrūkimus ar staigų sluoksnių atskilimą. Džiovinimo ir pirmojo įkaitinimo greitis priklauso nuo medžiagos, storio, geometrijos, brandinimo aplinkos sąlygų, ventiliacijos ir krosnies konstrukcijos. Laikykitės galiojančių gaminio instrukcijų ir krosnies inžinieriaus patvirtinto džiovinimo grafiko; nenaudokite bendrojo grafiko vietoje specialiai patvirtinto.

• Prieš įkaitinimą: patikrinkite brandinimą, ventiliacijos angas, plėtimosi tarpus, inkarus, siūles ir degiklių, kaitinimo elementų bei valdiklių būklę.
• Paleidimo metu: stebėkite nurodytą temperatūrą reprezentatyviose vietose ir išlaikykite arba sumažinkite kaitinimo greitį, jei to reikalauja patvirtintas grafikas.
• Po paleidimo: užregistruokite ciklą, saugiai atvėsinę apžiūrėkite iškloją ir ištirkite neįprastus įtrūkimus, poslinkius ar karštuosius taškus.

Patikra, priežiūra ir saugus patekimas

Atliekant reguliarią patikrą reikia nustatyti atsivėrusias siūles, pasislinkusias plytas, erozijos pažeistą karštąjį paviršių, atvirus inkarus, pluošto susitraukimą, pažeistus modulius, dangos praradimą ir išorinio korpuso temperatūros pokyčius. Naujas karštasis taškas gali rodyti išklojos suplonėjimą, plyšį arba izoliacijos gedimą, net jei krosnis vis dar pasiekia nustatytą temperatūrą. Vertinkite stebėjimų ir termografinių duomenų kitimo tendencijas panašiomis eksploatavimo sąlygomis, o ne remkitės vienu matavimu.

Norint patekti į krosnį ir atlikti išsamius priežiūros darbus, būtina taikyti tinkamą saugaus darbo sistemą. Atjunkite ir apsaugokite visus susijusius energijos šaltinius, palaukite, kol įranga pakankamai atvės, įvertinkite atmosferą ir nustatykite, ar turi būti taikomi darbo uždarose erdvėse reikalavimai. Prieš pjaudami, maišydami, šalindami arba montuodami ugniai atsparius gaminius, perskaitykite etiketes ir saugos duomenų lapus. Dulkes kontroliuokite jų susidarymo vietoje, o tinkamas kvėpavimo takų, akių, odos ir šiluminės apsaugos priemones pasirinkite pagal konkrečios užduoties rizikos vertinimą.

Keraminio pluošto, biotirpaus pluošto ir cementinių ugniai atsparių medžiagų gaminiai turi būti tvarkomi pagal jiems skirtą saugos informaciją; panaši išvaizda nereiškia vienodos pavojingumo klasifikacijos. Naudotas pluoštas arba ugniai atspari medžiaga taip pat gali būti užteršti technologinio proceso medžiagomis. Prieš ardydami ir utilizuodami pašalintą medžiagą, įvertinkite jos būklę ir galimą užterštumą.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kokia medžiaga geriausiai tinka terminio apdorojimo krosnies išklojai?

Vienos universaliai geriausios medžiagos nėra. Pasirinkimas priklauso nuo darbinės ir vietinės išklojos temperatūros, atmosferos, šiluminių ciklų, dilimo, apkrovos, reikiamos šiluminės reakcijos ir priimtinų šilumos nuostolių. Daugelyje krosnių patvarus karštasis paviršius derinamas su vienu ar keliais izoliacijos sluoksniais.

Kuo skiriasi tankios ir izoliacinės ugniai atsparios plytos?

Tankios ugniai atsparios plytos pasižymi didesniu mechaniniu stiprumu ir atsparumu tiesioginiam technologinės terpės poveikiui, tačiau yra sunkesnės ir paprastai laidesnės šilumai. Izoliacinės ugniai atsparios plytos yra lengvesnės ir mažina šilumos perdavimą, tačiau prasčiau tinka esant stipriems smūgiams, abrazyviniam dilimui ar nesuderinamų išlydytų medžiagų poveikiui.

Ar rinktis ugniai atsparias plytas, ar liejamąjį ugniai atsparų mišinį?

Plytų išklojas sudaro tiksliai apibrėžti elementai ir siūlės, o atskiras pažeistas vietas lengva pakeisti. Liejamieji mišiniai leidžia aplink sudėtingas konstrukcijas ir angas suformuoti monolitines formas, tačiau juos reikia kontroliuojamai maišyti, kloti, brandinti ir džiovinti. Daugelyje pramoninių išklojų naudojamos abi medžiagų rūšys.

Ar aukštesnė temperatūrinė klasė visada reiškia geresnę ugniai atsparią medžiagą?

Ne. Aukštesnė ribinė temperatūra automatiškai neužtikrina geresnės izoliacijos, atsparumo terminiam smūgiui, cheminio suderinamumo, atsparumo dilimui ar ekonomiškumo. Nurodykite savybes, kurių reikia faktinėmis eksploatavimo sąlygomis.

Ar krosnies nustatytoji temperatūra atitinka išklojos temperatūrą?

Nebūtinai. Dėl vietinio šilumos srauto, degiklių, kaitinimo elementų, durų atidarymo ir jutiklio padėties išklojos temperatūra gali skirtis nuo nustatytosios kameros temperatūros. Projektuokite pagal reprezentatyvias nepalankiausias sąlygas, o ne pagal vieną valdiklio rodmenį.

Kokia temperatūros atsarga turi būti numatyta krosnies išklojai?

Atsargą turi nustatyti krosnies arba technologinio proceso projektuotojas, atsižvelgdamas į išmatuotą ar apskaičiuotą medžiagos temperatūrą, proceso kintamumą, vietinius karštuosius taškus, atmosferą ir gamintojo duomenis. Vienoda universali atsarga netinka visoms krosnims.

Ar keraminio pluošto demblį galima naudoti kaip atvirą karštąjį paviršių?

Tik tada, kai pasirinkta klasė, tvirtinimas inkarais ir paviršiaus būklė tinka temperatūrai, dujų srauto greičiui, abrazyviniam poveikiui ir technologinio proceso atmosferai. Kaip apsaugota atraminė izoliacija sėkmingai naudojamas demblis gali greitai sugesti tiesioginiame degiklio sraute arba mechaniškai veikiamoje zonoje.

Kuo skiriasi keraminio pluošto dembliai, plokštės ir moduliai?

Demblis yra lankstus ir tinka apvynioti, atraminiams sluoksniams bei formuojamai izoliacijai. Plokštė yra standi ir užtikrina tikslų storį bei formą. Moduliai – tai suspausti elementai, skirti modulinėms krosnių išklojoms. Kiekvienam gaminiui būtinas atitinkamas siūlių ir tvirtinimo būdas.

Ar biotirpaus pluošto demblis gali pakeisti keraminio pluošto demblį?

Tik patikrinus temperatūrą, susitraukimą, atmosferą, mechaninį poveikį ir visus numatomoms eksploatavimo sąlygoms taikomus saugos duomenis. Panašios išvaizdos ar šilumos laidumo medžiagos nėra automatiškai pakeičiamos viena kita.

Kaip apskaičiuoti reikiamą izoliacijos storį?

Atlikite daugiasluoksnės sistemos šilumos perdavimo skaičiavimą, naudodami šilumos laidumo vertes esant atitinkamoms temperatūroms, sluoksnių storius, sąlyčio šiluminę varžą, korpuso sąlygas ir šilumos perdavimą aplinkai. Patikrinkite, ar rezultatas atitinka leistiną korpuso temperatūrą ir energijos vartojimo tikslą.

Kodėl prieš eksploatuojant visa temperatūra liejamąjį ugniai atsparų mišinį būtina išdžiovinti?

Liejamajame mišinyje yra montuojant naudoto vandens. Per greitai jį kaitinant išklojos viduje gali susidaryti garų slėgis, sukeliantis įtrūkimus arba staigų sluoksnių atskilimą. Laikykitės konkrečiam gaminiui nustatyto brandinimo ir patvirtinto džiovinimo grafiko.

Ar krosnyje galima naudoti įprastą cementą arba statybinį skiedinį?

Ne. Bendrosios paskirties statybinės medžiagos negali pakeisti pagal darbinę temperatūrą ir aplinką parinktos ugniai atsparios medžiagos. Naudokite suderinamą ugniai atsparų skiedinį arba liejamąjį mišinį ir laikykitės nustatytų jo montavimo apribojimų.

Kokį skiedinį naudoti su izoliacinėmis ugniai atspariomis plytomis?

Skiedinį derinkite prie plytų klasės, cheminės sudėties, darbinės temperatūros ir nurodyto siūlių storio. Skiedinys neturi tapti žemesnei temperatūrai skirtu ar chemiškai nesuderinamu išklojos elementu.

Kam naudojama cirkonio ugniai atspari danga?

Ji sudaro cirkonio pagrindo paviršiaus sluoksnį ant suderinamų krosnių, liejimo kaušų, pluoštinių ar ugniai atsparių pagrindų. Tinkamumas priklauso nuo pagrindo paruošimo, dangos storio, technologinio proceso cheminės terpės ir nurodytos naudojimo srities; ši danga nekompensuoja netinkamos pagrindinės išklojos.

Ar nedideli įtrūkimai ugniai atsparioje išklojoje yra normalūs?

Dėl susitraukimo ar plėtimosi gali atsirasti įtrūkimų, ypač monolitinėse išklojose, tačiau vien išvaizdos nepakanka jų priimtinumui nustatyti. Įvertinkite plyšio plotį, gylį, vietą, judėjimą, atvirus inkarus, karštuosius taškus ir išklojos projektuotojo nustatytus priėmimo kriterijus.

Kada krosnies iškloją reikia remontuoti arba pakeisti?

Ištirkite didėjančią korpuso temperatūrą, gilius ar platėjančius įtrūkimus, atsivėrusias siūles, pasislinkusias plytas, išklojos storio sumažėjimą, atvirus inkarus, pluošto susitraukimą, užterštumą ar pasikartojančius vietinius gedimus. Sprendžiant dėl remonto reikia atsižvelgti ne tik į išvaizdą, bet ir į likusį storį bei galimas gedimo pasekmes.